Hydrologi

Det er ikke overraskende, at hydrologien i en så kraftig flod som Mississippi har været genstand for intense studier. I det 19. århundrede beskrev Mark Twain med stor vid beskriver, hvordan piloterne på Mississippi-skibene gik sammen om at drive en fælles informationstjeneste om skiftende forhold langs kanalen. I dag er Mississippi River Commission ansvarlig for arbejdet på floden, og den mener, at det er værd at opretholde en fungerende skala-model af floden, så dens ingeniører kan afprøve nye planer i miniature, før de går i gang med dyre projekter i fuld skala. I 1920’erne var det faktisk den almindelige opfattelse, at man vidste nok om flodens hydrologi, og at der var bygget nok kontrolstrukturer til at have tæmmet floden. I 1927 kom så den mest katastrofale oversvømmelse i den nedre Mississippi-dalens historie. Mere end 59.600 kvadratkilometer land blev oversvømmet. Kommunikationerne, herunder veje, jernbane- og telefontjenester, blev afskåret mange steder. Gårde, fabrikker og hele byer stod midlertidigt under vand. En enorm mængde ejendom blev beskadiget, og mindst 250 mennesker mistede livet. Flodingeniørerne tog et nyt kig på Mississippis hydrologi.

Siden de uhyggelige forhold i 1927 er den gennemsnitlige udstrømning af vand til den nedre del af Mississippi fra dens vigtigste bifloder blevet nøje overvåget. Den gennemsnitlige udstrømning fra hovedfloden ved Vicksburg, Mississippi, er beregnet til 570.000 kubikfod (16.140 kubikmeter) pr. sekund. Ca. 215 km nedstrøms fra Vicksburg afledes ca. 25 % af flodens sediment- og vandudledning til Atchafalaya-floden gennem Old River Complex (Old River Control Structures). Disse statistikker dækker imidlertid over vigtige variationer i flodgennemstrømningen, der er forbundet med den svingende tilstand i Mississippis større bifloder.

Generelt set er det de vestlige bifloder, der har de mest uregelmæssige strømningsregimer. De når et forårs- eller forsommertop, der er op til tre eller fire gange så stort som deres vinterbidrag. Den øvre Mississippi og dens bifloder når deres maksimale vandføring omkring samme tidspunkt (marts-juni), når smeltende sne efterfølges af tidlige sommerregn. Vinterafstrømningen fra dette område er imidlertid også betydelig. Det højeste vandføringsniveau i Ohio nås lidt tidligere. Ved Metropolis, Illinois, lige over sammenløbet med Mississippi, registreres den største månedlige afstrømning normalt i marts, og på dette tidspunkt kan Ohio levere mere end tre femtedele af det vand, der overvåges forbi Vicksburg i den nedre del af floden.

Dermed er Ohio hovedansvarlig for oversvømmelsessituationerne i den nedre del af Mississippi, som kan forværres af faktorer som tidlig regn på Great Plains, en pludselig varmeperiode i det tidlige forår, der smelter den nordlige sne, og kraftige regnskyl i hele den nedre del af dalen. Under sådanne forhold vil den nedre del af floden stige over sine bredder og lægge pres på de menneskeskabte diger. Bifloder vil strømme op og danne søer på den anden side af de samme diger. Strømmen, som normalt ikke løber med mere end 2 til 3,5 knob (2,5 til 4 miles i timen), kan så fordobles på snævre steder langs hovedkanalen. Således målte f.eks. overvågningsstationen i Vicksburg, som ved lavvande i 1936 registrerede så lidt som 93.800 kubikfod (2.660 kubikmeter) pr. sekund ved lavvande i 1936, 2.060.000 kubikfod (58.330 kubikmeter) pr. sekund ved højvande det følgende år.

I det sene forår og den tidlige sommer i 1993 indtraf endnu en uundgåelig, men ufattelig stor oversvømmelse på Mississippi, denne gang begrænset til de dele af floden, der ligger over dens sammenløb med Ohio (som ikke var oversvømmet). Blandt de værst ramte floder var Missouri’s nedre løb, Des Moines- og Raccoon-floderne i Iowa og Mississippi mellem grænsen mellem Wisconsin og Illinois og Cape Girardeau i Missouri. Oversvømmelserne blev udløst af vedvarende regnvejr i denne region. For første gang i historien blev Mississippi og Missouri oversvømmet på samme tid – på trods af de 29 dæmninger på Mississippi og de 36 kæmpestore reservoirer på deres bifloder. Raccoon-floden i Des Moines toppede 2,1 meter over det tidligere højeste niveau, hvilket udgjorde en 500-års oversvømmelse (en oversvømmelse, der er så stor, at den statistisk set kun forekommer ca. en gang hvert 500. år, eller at den har en chance ud af 500 for at ske i et år). I mange dele af Iowa blev afgrøderne aldrig plantet. I alt blev ca. 15 millioner acres (6,1 millioner hektar) oversvømmet, og 40 føderale diger og 1.043 ikke-føderale diger brød sammen. Denne katastrofale oversvømmelse lærte mange, at oversvømmelseskontrolstrukturer som diger, oversvømmelsesmure og dæmninger fungerer ved visse hændelser, men at de ikke yder tilstrækkelig beskyttelse mod 100-års (eller større) oversvømmelser. Oversvømmelserne i 1993 lærte mange, at det hverken er muligt eller økonomisk gennemførligt at kontrollere så store floder som Mississippi fuldstændigt og fuldstændigt. Siden da er det blevet klart, at “leve med floden” betyder, at man skal flytte boliger, gårde og endda hele byer væk fra flodsletterne og lade disse lavlandsområder oversvømme naturligt.

Der er blevet konstateret en række forurenende stoffer, der stammer fra kommunale, industrielle og landbrugsmæssige kilder, i Mississippiflodens vand og sedimenter. Organiske forbindelser og sporstoffer forekommer i relativt lave koncentrationer; ud over de stoffer, der findes naturligt i vandet, stammer de fra industrielt og kommunalt affald og afstrømning fra landbrugs- og byområder. Der er imidlertid fundet høje koncentrationer af bakterier, der er forbundet med menneskeligt affald, nedstrøms nogle byer, og de er blevet tilskrevet utilstrækkeligt renset spildevand, der strømmer ud i floden; koncentrationerne nedstrøms New Orleans er f.eks. blevet fundet mange gange større end koncentrationerne over byen. Forurenende stoffer har kun haft ringe udbredt effekt på sammensætningen af bentiske hvirvelløse invertebrater, som er et tegn på ændringer i vandkvaliteten. Vandprøver, der er taget i New Orleans, har vist et relativt højt indhold af opløst ilt og et lavt biokemisk iltbehov. Med dette indeks kan flodforureningen således siges at være lav.